[发明专利]一种具有姿态调整功能的探空火箭飞控系统

说明书

本发明涉及一种具有姿态调整功能的探空火箭飞控系统，包括主控模块、电源稳压模块、点火模块、姿态调整模块、数据收发模块、保险模块、下位机，电源稳压模块、点火模块、姿态调整模块、数据收发模块均与主控模块连接，下位机与数据收发模块连接；本发明稳定可靠，且开发成本较低，功能可扩展性高；与现有的小型探空火箭电控系统相比，增添了姿态调整的功能，能在飞行过程中通过数据收发模块和下位机实现自动/手动地调节飞行轨迹或补偿因外界产生的扰动，适应性强；另外，本发明通过电源稳压模块为系统提供5V的电压，并通过保险模块保证系统的安全运行，系统通过外接的两个舵机能根据晃动的X，Y轴的幅度做出反响的调整。

技术领域

本发明涉及探空火箭控制技术领域，尤其是一种具有姿态调整功能的探空火箭飞控系统。

背景技术

目前，探空火箭的飞控系统在整个探空火箭的系统中多为时序控制。由于每型探空火箭的总体设计和机械设计不同，因此，所需要的控制时序和飞控的硬件配置亦有不同，所以探空火箭的飞控系统具有专用化的特点，通常只能专用于特定的某型火箭。另外，现有的小型探空火箭的电控系统大都不具有姿态调整的功能，不能对飞行过程中的火箭实现精确的姿态调整。

现有的小型探空火箭电控系统大都没有姿态调整的功能，在飞行过程中受到扰动从而偏离预定弹道的概率很大，而且对飞行环境的适应性较差，在发射前通常需要根据发射点的风场条件调整对应的发射倾角以期对风偏干扰进行补偿，具有发射准备时间长，降落落点范围过大等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种具有姿态调整功能的探空火箭飞控系统，该系统能够保证箭体在发射前的安全性，以及在发射过程中提供可靠的实时操作，并且能够实时调整箭体的姿态。

本发明的技术方案为：一种具有姿态调整功能的探空火箭飞控系统，包括主控模块、电源稳压模块、点火模块、姿态调整模块、数据收发模块、保险模块、下位机，所述的电源稳压模块、点火模块、姿态调整模块、数据收发模块均与主控模块连接，所述的下位机与数据收发模块连接；

所述的电源稳压模块用于将7.4V的外部电源稳压为5V，并用于给主控模块供电，点火模块、姿态调整模块、数据收发模块、保险模块供电，所述的点火模块用于通过主控模块的IO口的高低电平控制点火模块实现火箭点火操作；

所述的数据接收模块用于接收姿态数据和GPS数据，并将接收的姿态数据和GPS数据实时反馈给主控模块；

所述的下位机用于输入火箭体的姿态调整指令，并将接收到是姿态调整指令实时传输给数据接收模块；

所述的姿态调整模块通过数据接收模块接收的姿态数据或姿态调整指令，引入PID三环控制算法，通过生成PWM波来控制火箭的两个舵机，以实现对火箭尾翼角度控制实现姿态的实时调整。

所述的主控模块为STC15F2K60S2单片机，并且该单片机的内部晶振为11.0592MHz，并且所述的STC15F2K60S2单片机的程序中分别预设了火箭开始发射后二级分离和降落伞打开的定时时间。

所述的电源稳压模块包括7.4V的电源、电压调节器LM2596、输入电容C1、输出电容C2，所述的电压调节器LM2596的第1脚与7.4V电源连接，所述的电压调节器LM2596的第2脚输出5V的电压并与STC15F2K60S2单片机的第12脚连接，所述电压调节器LM2596的第3脚和第5脚接地AGND，所述输入电容C1的正极与7.4V的电源连接，负极接地AGND，通过该输入电容放置在输入端出现过大的瞬态电压，输入电容C1取决于均方根电流；所述的输出电容C2的正极与电压调节器LM2596的第4脚连接。